Das Voltmeter ist das Instrument für elektrische Messungen, das die Spannung, elektromotorische Kraft oder Spannung zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis bestimmt. Am gebräuchlichsten sind digitale und analoge Voltmeter.
Die Spannung oder Spannung zwischen zwei Punkten ist die Arbeit pro Ladungseinheit, die erforderlich ist, um den elektrischen Strom zu starten, bei dem es sich um einen geordneten Fluss elektrisch geladener Teilchen handelt.
Normalerweise besteht dieser Partikelstrom in einem Leiter aus Kupfer oder einem anderen Metall aus freien Elektronen, die sich durch das Material bewegen..
Die gebräuchlichste Einheit zum Messen der Spannung an einem Voltmeter ist das Volt, abgekürzt V, aber je nach Gerät und Verwendung können die Skalen in Submultiplikatoren von Volt wie Millivolt (mV) oder Mikrovolt (μV) messen..
Voltmeter werden oft in ein Gerät eingebaut, das als Multimeter oder bezeichnet wird Tester, Hier werden auch Strom und elektrischer Widerstand gemessen. Einige anspruchsvollere Modelle messen auch Kapazität, Induktivität, Frequenz und Temperatur sowie Wechselspannungen und -ströme..
Sie sind sehr nützliche Instrumente zur Überprüfung der Werte elektrischer Größen.
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Ein Voltmeter hat:
-Zwei Tickets um die Messleitungen zu platzieren, eine für den positiven Anschluss und eine für den negativen Anschluss. Sie unterscheiden sich durch Farben: Der rote Draht geht zum Pluspol (+) und der schwarze zum Minuspol (COM). Bei der Messung im Stromkreis muss auf die richtige Polarität geachtet werden.
-Eine oder mehrere Skalen Spannungen je nach Modell zu messen. Wenn mehr als eine vorhanden ist, verfügt das Gerät über einen Knopf zur Auswahl der gewünschten Skala.
-Digitaler Bildschirm, bei digitalen Modellen wie dem in Abbildung 1 rechts, die den Messwert direkt anzeigen.
-Indikatornadel, Wenn das Gerät analog ist, markieren Sie den Messwert.
-Hoher Innenwiderstand, um keine große Strommenge zum Gerät umzuleiten, wenn es zwischen den zu messenden Punkten angeschlossen ist. Auf diese Weise verursacht das Messgerät keine sinnvollen Änderungen der Schaltungswerte..
Das Voltmeter wird verwendet, indem die Messleitungen parallel zu dem zu messenden Element angeordnet werden. Dies kann ein elektrischer Widerstand sein, beispielsweise eine Glühbirne..
Jedes Ende des Kabels muss an die Punkte angeschlossen werden, zwischen denen Sie die Spannung ermitteln möchten. Da der Widerstand des Messgeräts groß ist, wird nicht zu viel Strom vom Stromkreis abgeleitet.
Es ist nicht erforderlich, den zu messenden Stromkreis zu unterbrechen, wie dies bei der Strommessung der Fall ist.
Es ist jedoch erforderlich, die Kabel mit der angegebenen Polarität zu verlegen, wie zuvor beschrieben. Dazu wird der rote Anschluss in Richtung des positiven Anschlusses der Quelle gelegt, andernfalls zeigt die Anzeige des digitalen Voltmeters ein negatives Vorzeichen an.
Bei Modellen, die Direkt- und Wechselspannungsmessungen ermöglichen, ist es wichtig, die Art der zu messenden Spannung auszuwählen. Dies wird auf dem mittleren Knopf angezeigt, mit dem Sie die entsprechende Position auswählen können..
Bei der Messung von Zellen und Batterien wird die Gleichspannung gewählt, die im Allgemeinen durch ein V mit zwei darüber liegenden Linien angezeigt wird, von denen eine durchgehend und die andere segmentiert ist..
Wenn jedoch ein Haushaltsstecker getestet werden soll, wird die Wechselspannungsposition gewählt, die durch ein V mit einer Welle darüber angezeigt wird. Wenn Sie es direkt an die alternative Steckdose anschließen, erhalten Sie die effektiver Spannungswert, Dies ist die maximale Spannung (110 oder 220 V je nach Standort) geteilt durch √2.
Wir können auch kombinierte Signale finden, die alternierende und direkte Komponenten haben..
Wenn das Voltmeter zur Messung der Gleichspannung aufgestellt wird, wird die Wechselkomponente nicht berücksichtigt, während beim Aufstellen in die Wechselstromposition das Gegenteil eintritt.
Elektromechanische Voltmeter basieren wie ein analoges Multimeter auf dem Galvanometer, einem Gerät, das für kleine Ströme empfindlich ist.
Es gibt verschiedene Arten von Galvanometern, aber das am weitesten verbreitete ist das von D'Arsonval. Im Inneren befindet sich ein Permanentmagnet in einer beweglichen Spule mit rechteckigen Windungen, der sich dank des Drehmoments, das auftritt, wenn der Strom sie erreicht, gegen eine mit einer Indikatornadel ausgestattete Feder dreht..
Je höher der Strom, desto mehr Rotation hat die Spule sowie die Indikatornadel, die auf der Skala des Instruments gemessen werden kann. Der gemessene Strom ist proportional zur Spannung, die in dem zu messenden Element vorhanden ist.
Das Galvanometer erkennt sehr kleine Ströme, so dass die vollständige Auslenkung proportional gering ist. das ist bekannt als Empfindlichkeit des Geräts. Der Messbereich kann jedoch erweitert werden, um das Voltmeter vielseitiger zu gestalten..
Dies wird erreicht, indem ein Multiplikationswiderstand in Reihe mit dem Galvanometer geschaltet wird, das natürlich einen eigenen Innenwiderstand hat, der ebenfalls klein ist. Dies reduziert den Strom durch das Messgerät und erweitert den Messbereich auf höhere Spannungen..
Das Messen von Spannungen ist sehr einfach, da das Instrument parallel zum zu messenden Element angeordnet ist. Es ist darauf zu achten, dass keine Spannungen gemessen werden, die über das durch die Konstruktion des Geräts zulässige Maximum hinausgehen..
In ähnlicher Weise zwingt das Messen mit der falschen Polarität an einem analogen Voltmeter die Nadel, in die entgegengesetzte Richtung zu driften, wodurch das Instrument beschädigt wird..
Das Voltmeter wird in vielen alltäglichen Situationen, in Labors und Werkstätten verwendet, um die Stromversorgung und die ordnungsgemäße Funktion der unzähligen Geräte zu überprüfen, die mit Elektrizität betrieben werden:
-Das elektrische System des Autos.
-Medizinische Geräte, Haushaltsgeräte und kleine Geräte wie Mobiltelefone.
-Bei der Überprüfung einer Spannungsquelle, z. B. derjenigen, die den Computer mit Strom versorgt.
Die am häufigsten verwendeten Voltmeter sind, wie bereits erwähnt, die analogen und digitalen Modelle.
Sie sind elektromechanisch und basieren wie oben beschrieben auf dem Galvanometer. Sie sind mit mehreren abgestuften Skalen ausgestattet, auf denen der gemessene Messwert mit einer Nadel angezeigt wird..
Sie sind sehr bequem, da das Ablesen direkt auf dem Instrumentenbildschirm beobachtet wird. Anstelle eines Galvanometers gibt es im digitalen Voltmeter elektronische Schaltungen, die die empfangenen Signale bequem analysieren und verstärken.
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